聚硅氧烷接枝碳納米管及聚合物復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、自從Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管(CNTs)以來,就引起人們的極大興趣。碳納米管擁有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、熱穩(wěn)定性等特性,并具有獨特的一維納米結(jié)構(gòu)所特有的納米效應(yīng),使其成為聚合物材料理想的增強體,并能賦予聚合物材料許多新的功能。為了有效地使具有這些優(yōu)異性能的碳納米管加強聚合物基體,兩個主要問題必須解決:使碳納米管均勻分散在聚合物基體和增強碳納米管與基體聚合物之間的界面附著力。從而改善碳納米管與基體聚合物之間的相容性。這是聚合物/碳納米管復(fù)

2、合材料發(fā)展的關(guān)鍵問題,化學(xué)功能化技術(shù)是解決這些問題的方法之一。
　　 聚硅氧烷(DMS)是主鏈由硅和氧組成的有機高分子合成材料.它的主要特征是Si-O-Si鍵較長,鍵角較大,這使得Si-O-Si鍵容易旋轉(zhuǎn),分子間作用力小及分子呈高柔順態(tài),基于以上特性,所以聚硅氧烷類高分子材料具有很多優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,如耐高低溫性能、耐氧化性、耐候性、憎水性等。在最近的研究中人們發(fā)現(xiàn)將各種功能基團引入聚硅氧烷,不僅能保留聚硅氧烷的各種特性,還

3、可賦予聚硅氧烷一些新的功能。
　　 本文將羧基多壁碳納米管(MWNTs-COOH)和聚硅氧烷一步縮合,制得功能化碳納米管。使用氨丙基雙封端二甲基硅油(DPD)接枝碳納米管,因為其高分子量更有助于形成多壁碳納米管-多壁碳納米管(MWNT-MWNT)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用FTIR.XPS、TGA等測試手段對接枝后的碳納米管結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
　　 聚碳酸酯/羧基多壁碳納米管(PC/MWNTs-COOH)和聚碳酸酯/氨丙基雙封端二甲基硅油

4、接枝多壁碳納米管(PC/MWNTs-DPD)納米復(fù)合材料采用了溶液和熔融兩步法進(jìn)行制備。利用力學(xué)性能、TEM、TGA、極限氧指數(shù)(LOI)、UL-94垂直燃燒性能和電學(xué)性能對復(fù)合材料的性能進(jìn)行評估。實驗結(jié)果表明,MWNTs-DPD能更好的分散在PC基體中,PC/MWNTs-DPD納米復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和阻燃性能都優(yōu)于PC/MWNTs-COOH的。然而介電系數(shù)和介電損耗的結(jié)果表明PC/MWNTs-DPD納米復(fù)合材料的導(dǎo)

5、電性能比PC/MWNTs-COOH的差。
　　 將MWNTs-DPD應(yīng)用于膨脹阻燃聚丙烯體系中,對其協(xié)效作用進(jìn)行研究。復(fù)合材料采用熔融法制備。利用力學(xué)性能、TGA、極限氧指數(shù)(LOI)和UL-94垂直燃燒性能對復(fù)合材料的性能進(jìn)行評估。實驗結(jié)果表明,PP-IFR/MWNTs-DPD復(fù)合材料與PP-IFR/MWNTs-COOH復(fù)合材料相比阻燃性能較好,然而力學(xué)性能較差。熱重分析數(shù)據(jù)表明,液態(tài)DPD柔順的大分子鏈加入使PP-IFR體系